(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の前後方向に延在しかつ車体前部に至るフロントサイドフレームと、前記車体前部に配置されたフロントバルクヘッドとを有する車体前部構造であって、
前記フロントバルクヘッドが前記車体の上下方向に延在するサイド部材を有し、
前記サイド部材が、前記サイド部材の中立軸を前記フロントサイドフレームの車体前側端部の中立軸に交差させるように、前記フロントサイドフレームの車体前側端部に車体上下方向から挟むように設けられ、
前記フロントサイドフレームの車体前側端部における車体上下方向の両側に車体前方に臨む傾斜部分を有する上下のエクステンションがそれぞれ設けられ、
前記サイド部材の前記フロントサイドフレームとの結合部分が、前記フロントサイドフレームの車体上下側にそれぞれ配設される車体上側部分および車体下側部分と、前記車体上側部分および前記車体下側部分を一体的に連結するように前記サイド部材の全長に渡って延在しかつ前記フロントサイドフレームの車体前端に当接する車体前側壁部とにより、前記上下のエクステンションを含む前記フロントサイドフレームの前記車体前側端部に対応して切り欠かれた凹設形状に形成され、
前記サイド部材の前記車体上側部分と前記車体下側部分とが、前記上下のエクステンションの前記傾斜部分に、前記サイド部材の前記車体上下方向からスポット溶接され、かつ前記フロントサイドフレームの車体前側端部が、前記車体前側壁部に前記車体上下方向に略直交する車体前後方向にスポット溶接されて、
前記サイド部材と前記フロントサイドフレームとが一体的に結合されていることを特徴とする車体前部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体の前後方向に延在しかつ車体前部に至るフロントサイドフレームと、車体前部に配置されたフロントバルクヘッドとを有する車体前部構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車体前部構造にあっては、車体前部において左右の側面に沿って延在するように左右一対のフロントサイドフレームが設けられ、両フロントサイドフレームの車体前側端部間をクロスメンバやフロントバルクヘッドなどを介して連結している。そのような車体前部構造において、クロスメンバの一部を凹状に切り欠き、その凹設部にフロントサイドフレームの車体前側端部を嵌め込み、両部材を結合したもの（例えば特許文献１参照）や、フロントサイドフレームの車体前側端部の一部を凹状に切り欠き、その凹設部にクロスメンバの端部を嵌め込み、両部材を結合したものがあった（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特許３８１４５５２号公報
【特許文献２】特許３９２１４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記各特許文献にあっては、上記したようにフロントサイドフレームにその車体下側に位置して車体幅（左右）方向に延在するクロスメンバを設けた構造であり、フロントサイドフレームに対して車体上下方向両側に位置するサイド部材を有するフロントバルクヘッドを設ける考慮がされていない。したがって、上記各特許文献の車体前部構造のままではフロントバルクヘッドのサイド部材の車体上側部分を取り付けられないという問題が発生する。
【０００４】
さらに、特許文献１のものにあっては、クロスメンバに設けた凹設部は車体左右方向に互いに対峙する一対の壁部分により形成されており、それら壁部分はフロントサイドフレームの側面に結合されている。そのような構造において車体前側からの荷重がクロスメンバに加わった場合には、その荷重のフロントサイドフレームへの伝達は上記壁部分と側面との結合部分に対してせん断力として作用するため、荷重がフロントサイドフレームに伝わり難いという問題がある。
【０００５】
また、特許文献２のものにあっては、フロントサイドフレームに設けた凹設部の縁に沿うフランジがフロントサイドフレームの車体上下方向両側に設けられ、フランジとクロスメンバの対応する側面とを溶接してフロントサイドフレームとクロスメンバとが結合されている。しかしながら、その溶接を生産性の良いスポット溶接で行おうとすると、フロントサイドフレームの上面にクロスメンバ端部が開口していることから、上側フランジには可能であるが、下側フランジにはスポット溶接を行うことができないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決して、前側からの荷重を確実に伝達すると共に生産性を向上し得る車体前部構造を実現するために本発明に於いては、車体の前後方向に延在しかつ車体前部に至るフロントサイドフレーム（１１・１２）と、前記車体前部に配置されたフロントバルクヘッド（１７）とを有する車体前部構造であって、前記フロントバルクヘッド（１７）が前記車体の上下方向に延在するサイド部材（２１・２２）を有し、前記サイド部材（２１・２２）が、前記サイド部材（２１・２２）の中立軸（Ｃ２）を前記フロントサイドフレーム（１１・１２）の車体前側端部の中立軸（Ｃ１）に交差させるように、前記フロントサイドフレーム（１１・１２）の車体前側端部に車体上下方向から挟むように設けられ、前記フロントサイドフレーム（１１・１２）の車体前側端部における車体上下方向の両側に車体前方に臨む傾斜部分を有する上下のエクステンション（２３・２４）がそれぞれ設けられ、前記サイド部材（２１・２２）の前記フロントサイドフレーム（１１・１２）との結合部分が、前記フロントサイドフレーム（１１・１２）の車体上下側にそれぞれ配設される車体上側部分（２５）および車体下側部分（２６）と、前記車体上側部分（２５）および前記車体下側部分（２６）を一体的に連結するように前記サイド部材（２１・２２）の全長に渡って延在しかつ前記フロントサイドフレーム（１１・１２）の車体前端に当接する車体前側壁部（２１ａ）とにより、前記上下のエクステンション（２３・２４）を含む前記フロントサイドフレーム（１１・１２）の前記車体前側端部に対応して切り欠かれた凹設形状に形成され、前記サイド部材（２１・２２）の前記車体上側部分（２５）と前記車体下側部分（２６）とが、前記上下のエクステンション（２３・２４）の前記傾斜部分（２３ａ・２４ａ）に、前記サイド部材（２１・２２）の前記車体上下方向からスポット溶接され、かつ前記フロントサイドフレーム（１１・１２）の車体前側端部が、前記車体前側壁部（２１ａ）に前記車体上下方向に略直交する車体前後方向にスポット溶接されて、前記サイド部材（２１・２２）と前記フロントサイドフレーム（１１・１２）とが一体的に結合されているものとした。
【０００７】
特に、前記サイド部材（２１・２２）の前記フロントサイドフレーム（１１・１２）との結合部分が、前記フロントサイドフレーム（１１・１２）の車体上下側にそれぞれ配設される車体上側部分（２５）および車体下側部分（２６）と、前記車体上側部分（２５）および前記車体下側部分（２６）を一体的に連結する前記サイド部材（２１・２２）における車体前側壁部（２１ａ）とにより形成されていると良い。また、前記フロントサイドフレーム（１１・１２）の車体前側端部における車体上下方向の両側に車体前方に臨む傾斜部分（２３ａ・２４ａ）を有するエクステンション（２３・２４）がそれぞれ設けられ、前記サイド部材（２１・２２）の前記車体上側部分（２５）と前記車体下側部分（２６）とが、前記エクステンション（２３・２４）の前記傾斜部分（２３ａ・２４ａ）に結合されていると良い。
【発明の効果】
【０００８】
このように本発明によれば、フロントバルクヘッドのサイド部材をフロントサイドフレームに対して、両部材の中立軸（曲げ変形時の応力０の線）同士を一致させて両部材を結合することから、フロントバルクヘッドに加わる前側からの荷重をフロントサイドフレームに効率的に伝達することができ、フロントサイドフレームによる荷重吸収効率を向上し得る。また、フロントバルクヘッドのサイド部材をフロントサイドフレームに対して挟み込む構造とすることにより、サイド部材とフロントサイドフレームとにそれぞれ重ね合わされるフランジを形成し、重ね合わされるフランジにスポット溶接することができるため溶接作業における生産性が向上し、フロントバルクヘッドのサイド部材とフロントサイドフレームとの結合作業効率が向上すると共に、上記中立軸の一致と併せて車体前部構造の剛性が向上し、操縦安定性が向上する。
【０００９】
特に請求項２によれば、フロントバルクヘッドのサイド部材におけるフロントサイドフレームを挟む車体前側部分および車体下側部分がサイド部材の車体前側壁部により一体に連結されていることから、サイド部材の車体前側壁部をフロントサイドフレームの車体前側端部に結合することができ、剛性をより一層高めることができる。また請求項３によれば、傾斜部分を有するエクステンションを設け、車体前側部分および車体下側部分を傾斜部分で結合することにより、前側からの荷重をより確実にフロントサイドフレームに伝達させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明が適用された自動車の車体前部構造を斜め前方から見た要部斜視図である。
【００１１】
図１に示される車体前部構造にあっては、車体前部の骨格強度部材として、車体の左右方向に間隔をおいて車体前後方向に延在する左右一対のフロントサイドフレーム１１・１２と、左右のフロントピラー１３・１４から左右のフロントサイドフレーム１１・１２の車体前側端部の上方近傍に至る左右のメンバー１５・１６と、左右のフロントサイドフレーム１１・１２の車体前側端部と左右のメンバー１５・１６の車体前側端部とに結合されて支持されているフロントバルクヘッド１７とを有し、これらの内側にエンジンルーム１８が画定されている。
【００１２】
なお、車体前記部構造としての上記各骨格強度部材は例えばコ字状断面部材と板状部材とにより矩形閉断面を形成するものであって良く、この形状は車体の骨格強度部材として公知であり、その詳しい説明は省略する。また、左右のメンバー１５・１６と左右のフロントサイドフレーム１１・１２とにより確定される空間には前輪用の左右のホイールハウス１９・２０が設けられている。
【００１３】
上記フロントバルクヘッド１７は、車体前方に臨む矩形状の枠部分を有し、枠部分を構成する車体幅方向となる左右のサイド部材２１・２２の中間部で各フロントサイドフレーム１１・１２の前端部と結合されている。また、左右のサイド部材２１・２２の車体上側端部となる枠部分の上側左右角部からは上記した左右のメンバー１５・１６に至る左右の後方延出部１７ａ・１７ｂが設けられており、左右の後方延出部１７ａ・１７ｂの後端が左右のメンバー１５・１６の前端と結合されている。
【００１４】
図２は図１の矢印II線から見た車体前部構造の要部左側面図である。なお、車体前部構造にあっては左右対称であり、以下、特に断らない限り車体前部の左側部分について説明する。上記したようにまた図２に示されるように、フロントサイドフレーム１１の車体上下方向となる上下面１１ａ・１１ｂにおける車体前側端部にはそれぞれエクステンション２３・２４が固設されており、各エクステンション２３・２４にフロントバルクヘッド１７のサイド部材２１の車体上側部分２５および車体下側部分２６が固設されている。
【００１５】
エクステンション２３・２４は、板状部材をコ字状に形成した形状であって、図２および図３に良く示されるように、コ字状の開口を車体前側にしてフロントサイドフレーム１１の上下面１１ａ・１１ｂに立設状態に固設されている。そして、エクステンション２３・２４の立設方向端となる縁部を外方に曲折してなるフランジ２３ａ・２４ａが設けられ、かつ各フランジ２３ａ・２４ｂの車体上側端面および車体下側端面はそれぞれ車体前方に臨む傾斜部分として形成されている。なお、フロントサイドフレーム１１の車体前端部分には左右側壁の延出部分を左右に折り曲げて形成された左右のフランジ１１ａが設けられている。なお、フロントサイドフレーム１１は、上記のような上開き断面形状の他、横開き断面形状や閉断面形状でも良い。
【００１６】
また、サイド部材２１は、上記骨格強度部材の上記説明におけるコ字状断面部材を車体後側に配置し、板状部材を車体前側に配置した構成であって良い。サイド部材２１を形成するコ字状断面部材は、サイド部材２１の中間部で上下のエクステンション２３・２４を含むフロントサイドフレーム１１の車体前側端部に対応した凹設形状になるように切り欠かれている。サイド部材２１を形成する板状部材からなる車体前側壁部２１ａが全長に渡って延在するが、上記切り欠きにより、サイド部材２１は車体上側部分２５と車体下側部分２６とに分けられる。なお、車体前側壁部２１ａは、車体上側部分２５および車体下側部分２６との３分割や２分割でも良い。
【００１７】
車体上側部分２５には上側エクステンション２３のフランジ２３ａに対応するフランジ２５ａが形成されており、同様に車体下側部分２６には下側エクステンション２４のフランジ２４ａに対応するフランジ２６ａが形成されている。
【００１８】
図３および図４に示されるように、サイド部材２１を矢印Ａに示される方向にフロントサイドフレーム１１に嵌め込んで両部材をセットすることにより、図２に示されるようにフロントサイドフレーム１１の車体前側端部を車体上側部分２５および車体下側部分２６により車体上下方向に挟み込む構造となる。また、車体前側壁部２１ａの両部分２５・２６間がフロントサイドフレーム１１の車体前端に当接する。
【００１９】
サイド部材２１をフロントサイドフレーム１１に上記したように嵌め込む構造としたことから、各フランジ２３ａ・２４ａ・２５ａ・２６ａの対応するもの同士に対して、当接させることができ、かつスポット溶接が可能となる。また、フランジ１１ｃと車体前側壁部２１ａの対応する左右縁部とにおいてもスポット溶接を行うことができる。
【００２０】
また、上記構造により、図２および図５に示されるように、フロントサイドフレーム１１の中立軸Ｃ１とサイド部材２１の中立軸Ｃ２とが互いに一致して交差する。なお、中立軸とは、梁を曲げたさいに，引張りが働いている軸素分の下で，かつ圧縮が働いている軸素分の上にある応力０の線として定義されるものであって良い。
【００２１】
このように中立軸Ｃ１・Ｃ２の一致と挟み込む構造とにより、上記したようにスポット溶接によるフロントサイドフレーム１１とサイド部材２１との結合を行うことができ、スポット溶接ができない結合構造のものに対して生産性が向上する。また、サイド部材２１の挟み込み方向に対してスポット溶接すると共に、挟み込み方向に略直交する方向となる車体前後方向に対しても車体前側壁部２１ａをスポット溶接することから、車体前部構造における剛性が向上し、操縦安定性能が向上する。
【００２２】
さらに、図示例のようにフロントサイドフレーム１１とサイド部材２１との車体幅方向に対する各幅を同じとすることにより、図２の矢印Ｆに示される衝突荷重がフロントバルクヘッド１７に加わった場合に、その荷重を効率良くフロントサイドフレーム１１に伝達することができる。
【００２３】
また、車体上側部分２５および車体下側部分２６を車体前側壁部２１ａにより一体に連結しており、サイド部材２１を一部材として取り扱うことができるため、上記した溶接前のセット性が良い。また、衝突荷重に対して車体前側壁部２１ａにテンションが加わるため、フロントバルクヘッド１７に対する衝突荷重位置が車体上下方向においてずれていても、その荷重は互いに一体の車体上側部分２５および車体下側部分２６に振り分けられてフロントサイドフレーム１１に効率的に伝達される。
【００２４】
また、エクステンション２３・２４の車体上下方向の面（フランジ２３ａ・２４ａ）が車体前側に臨むように傾斜していることから、サイド部材２１をフロントサイドフレーム１１に対して車体前側から嵌め込むようにしてセットする場合に、上下方向に多少ずれていても、エクステンション２３・２４の上記傾斜によりセット位置までガイドされるので、セット性がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明が適用された自動車の車体前部構造を斜め前方から見た要部斜視図である。
【図２】図１の矢印II線から見た要部拡大側面図である。
【図３】本発明に基づく車体右側前部構造の組立分解斜視図である。
【図４】本発明に基づく車体右側前部構造の組立分解側面図である。
【図５】図４の矢印Ｖ線から見た要部端面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１１・１２  フロントサイドフレーム
１７  フロントバルクヘッド
２１・２２  サイド部材
２１ａ  車体前側壁部
２３ａ・２４ａ  フランジ（傾斜部分）
２５  車体上側部分
２６  車体下側部分
Ｃ１・Ｃ２  中立軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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